空间数据基础设施

空间数据基础设施是指对地理空间数据进行采集、管理、访问、分发利用所必需的政策、技术、标准、基础数据集和人力资源等的总称。

简介

随着网络技术的发展和分布式技术的普遍应用，空间数据被广泛地应用于各行各业的辅助决策之中，全球发达国家开始建立各自的国家空间数据基础设施（National Spatial Data Infrastructure，简称NSDI）。数字地质数据作为国家空间数据基础设施的重要组成部分，为各国NSDI建设中备受关注的重要基础空间信息。我国地质调查信息化工作的总体目标从本质上说，就是建立国家地学数据库，成为我国国家空间数据基础设施的重要组成部分。

构成

一个标准的SDI主要由数据服务器、数据发布服务器构成，数据服务器的作用是存放异地不同类型的空问数据集合，是一个基于网络的服务器模式，通常在一个部门的内部采用局域网体系结构，部门之间采用Internet网络结构。数据发布服务器主要由元数据库和用户界面构成，在元数据库中，存放不同的元数据实体，通过这些元数据实体可以与数据服务器进行对话，对数据服务器中的数据进行操作。用户界面的作用是为用户与SDI之间提供有效的应用接口，实现用户根据元数据的查询对空间数据进行提取和发现服务。

对于地球科学数据库（简称地学数据库）中地学数据而言，在国家SDI的建设中，仅是数据提供者的数据中的一部分，通常存储在中国地质调查局的各部门之间，可以通过局域网或广域网进行连接，实现数据的存取和处理，而在数据发布服务器端，需要相应的用户界面和地学元数据库，用户可以通过在终端的浏览器访问地学元数据库，查阅自己所需要的地学空间数据的质量状况和基本信息。当决定需要进行数据提取时，按照元数据指引的地址进行提取操作。

技术部分

空间数据基础设施，其技术部分包括计算机、网络、数据库与信息系统，以及地球空间数据框架、空间数据标准、管理与分发体系、空间数据交换网站和空间数据转换标准的建设等。

地球空间数据框架是提供一个可以进行精确地、始终如一地获取、配准和集成地球空间信息的基础。该框架包括正射影像、大地控制、高程、交通、水系、政区、公用地籍以及资源、环境、社会、经济、历史记录等方面的数据。空间数据协调、管理与分发体系，是组织生产和使用地理数据的人员，建立相应的组织机构，制定有关空间数据的发展战略和政策，建立地理空间数据个人和机构问联系渠道，传输数据和开发数据库。其目标是生产和使用共用的空间地理数据集，共享和开发基础数据资源以提高决策能力。

空间数据交换网站是一个拥有地理空间信息，在地理空间数据生产者、管理者和用户之间的一个分布式电子网络。其用户有权决定保存哪类地理空间数据；了解数据状况（内容、质量及其它特征等）；寻找他们需要的数据；根据他们的应用项目，评价数据是否有用；尽可能经济地获取或订购数据。地理空间数据生产者以各种软件工具提供电子形式的元数据（关于数据的数据）。元数据标准规定了不同地理空间数据的元数据的内容，其目的是提供一个共同的标准化的元数据术语和定义。

空间数据转换标准是一个异种计算机问空间数据转换的进程。该标准规定了带有空间参考系统信息的矢量和栅格（包括格网）数据的交换约定、寻址格式、结构和内容。标准中包括概念模型、质量报告、传输组件说明和对空间要素和属性的定义等。

作用

空间数据的应用主要有两大方面，一是面向公众的应用，一是面向科学管理与决策的应用。

前者主要是普通公众在日常生活中对于空间数据的查询和服务，以方便用户的现代化日常生活。例如，车载导航系统可以帮助用户在不熟悉地区快速查找到目的地和选择最佳路径。此类应用多是空间查询服务，最多应用一些简单的空间分析方法。

后者主要是科学管理与科学决策，多是面向管理层和决策层的领导以及科学领域的专家。例如，城市规划与紧急事件管理，科学找矿等。此类应用不仅需要空间查询服务，更多地需要决策支持建模，对未来事件进行预测和知识发现。在过去的几十年中，基于计算机技术的数字空间数据库的建立为以上应用奠定了基础，进行了数据和技术的准备。然而由于技术的进步，用户对空间数据的理解以及社会对空间数据的依赖程度的持续增长，原先已经建立的“孤岛”状空间数据机制已不能满足这些要求，需要一种基于网络的崭新的空间数据服务机制，即空间数据基础设施，为满足人类社会对空间数据日益增长的需求。

形式

空间数据基础设施（SDI）是实现对空间数据存取和访问的技术、政策和制度的集合，它为空间数据的发现、评价和应用提供了基础和平台，其优点在于减少数据采集的时间和费用，快速地和广泛地访问和存取空间数据，以及在地学应用之间和多用户数据生成之间实现互操作，GDI可以通过互联网技术予以实现，国际上已经实现和正在运行的SDI有：

——澳大利亚新西兰空间信息委员会的ANZLIC（ANZ02）；

——哥伦比亚空间数据基础设施（ICDE）；

——荷兰地理信息委员会的RAVI；

——美国国家空间数据基础设施NSDI（USA）；

——英国国家地学空间数据框架NGDF；

——德国的公共与开放空间数据基础设施GDI-NRW；

——葡萄牙的国家地理信息系统SNGI。

SDI的概念意味着：如果在地方、区域、国家级的空间数据生产者之间就空间数据的发现和访问与存取在法律、经济和技术原理等方面达成一致，就可以实现数据共享框架——空间数据基础设施。

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